[发明专利]一种利用磷石膏生产工业草酸钙和磷酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏，具体地，涉及一种利用磷石膏生产工业草酸钙和磷酸的方法。

背景技术

磷石膏是指在磷酸生产中，用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。此外还含有多种其他杂质，如不溶性杂质：如石英、未分解的磷灰石、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐；可溶性杂质：如水溶性P₂O₅，溶解度较低的氟化物和硫酸盐。此外，磷石膏中还含砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素，均极其微量，且大多数为不溶性固体，其危害性可忽略不计。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P₂O₅、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。磷石膏的治理和利用问题是一个世界性的难题。

中国作为世界上第一大磷肥生产国，同时也是第一大磷石膏副产国。据不完全统计，目前国内堆存的磷石膏渣达到1亿多吨，每年还要新产生数千万吨。由于磷石膏产生量巨大，磷石膏综合利用产品的市场容量有限，短期内还无法做到对磷石膏全部利用，只能采用露天堆放处理。磷石膏的大量堆存，不公侵占了土地资源，由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏，当然可能导致人的死亡或病变。

为此，有必要探索磷石膏的工业应用方法，充分发挥其潜在的经济价值。

发明内容

为此，本申请提供了一种利用磷石膏生产工业草酸钙和磷酸的方法，该方法有效的提取磷石膏中的硫酸钙，为磷石膏的工业应用提供了新的途径。

磷石膏的主要成分为硫酸钙，此外还含有多种其他杂质，如不溶性杂质： 石英、未分解的磷灰石、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐；可溶性杂质：如P₂O₅，溶解度较低的氟化物和硫酸盐。

本申请的技术方案如下：一种利用磷石膏生产工业草酸钙和磷酸的方法，该方法包括如下具体步骤：将磷石膏粉碎为80-100目的粗粉，置于反应器中与水充分混合，使磷石膏中的可溶性杂质溶于水后过滤，得到滤渣一和滤液一；滤渣一中均为不溶于水的杂质，其主要含有硫酸钙、磷酸钙，以及少量的其他不溶性杂质如氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐等；将滤渣一与过量硫酸反应，这时，滤渣一中的磷酸钙与硫酸反应生成不溶性的硫酸钙和可溶性磷酸，过滤后，得到滤渣二和滤液二；滤渣二主要含有硫酸钙、以及少量的其他不溶性杂质如氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐，滤渣二再与过量盐酸反应，此时，不溶性的磷酸钙转换为可溶性的磷酸和氯化钙，不溶性的氟、铝、镁的磷酸盐也转换为可溶性的磷酸和氯化物；反应物再过滤，得到滤液三和主要含硫酸钙和少量硫酸盐的滤渣三；所得滤渣三经洗涤、干燥后粉碎，即得到高纯度的硫酸钙；将所得高纯的硫酸钙与水混合后与草酸反应，得到草酸钙沉淀和硫酸，经过滤分离，得到草酸钙滤饼和硫酸滤液；硫酸溶液返回与滤渣一反应而重复利用；所得草酸钙滤饼经洗涤、粉碎和干燥，得到草酸钙产品。

所得滤液一，滤液二和滤液三合并后，经减压蒸馏，冷凝收集磷酸，得到高纯度的磷酸，剩余物深埋。

本发明所述利用磷石膏生产生产工业草酸钙和磷酸的方法，该方法有效的提取磷石膏中的硫酸钙，为磷石膏的工业应用提供了新的途径。

具体实施方式

实施例1：

一种利用磷石膏生产工业草酸钙和磷酸的方法，将500kg磷石膏粉碎为80目的粗粉，置于反应器中与水充分混合，使磷石膏中的可溶性杂质溶于水后过滤，得到滤渣一和滤液一；将滤渣一与过量硫酸反应，过滤后，得到滤渣二和滤液二；滤渣二再与过量盐酸反应，反应物再过滤，得到滤液三和主要含硫酸钙的滤渣三；所得滤渣三经洗涤、干燥后粉碎，即得到硫酸钙；将所得硫酸钙与水混合后与草酸反应，得到草酸钙沉淀和硫酸，经过滤分离，得到草酸钙滤饼和硫酸滤液；硫酸溶液返回与滤渣一反应而重复利用；所得草酸钙滤饼经洗涤、粉碎和干燥，得到草酸钙产品；所得滤液一，滤液二和滤液三合并后，经减压蒸馏，冷凝收集磷酸，得到磷酸，剩余物深埋。

实施例2：